Els cabalímetres de vòrtex es basen a tenir en compte la periodicitat dels canvis de pressió que es formen en el flux després d'un determinat obstacle a la canonada, o durant l'oscil·lació i la formació de vòrtex del doll.
Dignitat
Els primers aparells d'aquest tipus van aparèixer als anys 60 del segle passat. El seu principal inconvenient va ser el reduït rang de paràmetres de mesura i un error important. El cabalímetre de vòrtex electrònic modern s'ha tornat més perfecte, eficient i ha adquirit molts avantatges, que inclouen els següents:
- simplicitat relativa del sistema de mesura;
- Les dadessempre són estables, independentment de la temperatura i la pressió disponible;
- mesures d' alta precisió;
- mesura de senyals lineals;
- disseny robust i senzill;
- interval de mesura ampli;
- elements estàtics;
- Funció d'autodiagnòstic disponible en alguns models.
Defectes
VòrtexEl mesurador de cabal Rosemount està dissenyat per utilitzar-lo en canonades amb diàmetres de 20 mm a 300 mm, ja que les canonades més petites es caracteritzen per la formació de vòrtexs intermitents i les canonades més grans són difícils d'operar. Al mateix temps, no és possible utilitzar-lo a un cabal baix, a causa de la complexitat de mesurar el senyal i una disminució significativa de la pressió. A més, les vibracions i els tipus de pulsació sonora afecten el funcionament del dispositiu. La canonada vibrant i els compressors actuen com a interferència. La seva eliminació és possible amb l'ajuda d'un redreçador de raigs muntat a l'entrada, o instal·lant un transductor addicional amb connexió oposada i filtres electrònics, en cas de diferència entre els senyals de mesura i les freqüències de pulsació.
Classificació
Hi ha tres opcions per als dispositius, dividides per tipus de convertidor:
- Un mesurador de cabal de vòrtex en què un cos immòbil fa el paper de transductor primari. A poc a poc, s'hi formen vòrtexs voladors als dos costats després de passar per alt un cos immòbil, a causa del qual es forma una pulsació.
- Mecanismes amb un flux giratori del convertidor primari, que creen una pulsació de pressió a causa de l'adopció d'una forma d'embut a la part expandida de la canonada.
- Vortex amb un doll com a transductor. En aquest cas, la pulsació de pressió ve proporcionada per oscil·lacions del raig.
Les dues primeres opcions són més adequades per a la definició d'un cabalímetre de vòrtex. Però en vista de la naturalesa canviant del moviment del flux del tercertipus, també pertany a aquesta categoria. La major similitud de les característiques del procés s'observa a la primera i a la tercera opció.
Vortex cabalímetre de vapor amb transductor aerodinàmic
En derivar el cos, el flux modifica la trajectòria de la direcció dels dolls, alhora que augmenta la seva velocitat i disminueix la pressió. El canvi invers es produeix després de la secció mitjana de l'objecte. A l'esquena es forma baixa pressió i a la part davantera alta. Després del pas del cos, la capa límit s'allunya i, sota la influència de la baixa compressió, es crea un vòrtex, així com quan canvia la trajectòria. Això és típic dels dos lòbuls d'un cos aerodinàmic. La formació alterna de vòrtexs es duu a terme a banda i banda, ja que interfereixen en la formació de l' altre. Això marca la creació de la pista de Karman.
El cos especial d'embolcall té superfícies de treball autonetejades gràcies als vòrtexs, fins i tot en entorns molt contaminats, sempre estan nets.
Les dimensions i la rapidesa del flux són directament proporcionals a la periodicitat de l'aparició de vòrtexs, que correspon a la velocitat a mida constant, i com a conseqüència del cabal volumètric. Si es produeix una formació de vòrtex estable a cabals baixos, el mesurador de cabal mesurarà 20 l/min.
Cos d'estructura simplificada
El cabalímetre de vòrtex normalment es basa en un element prismàtictrapezoïdal, triangular o rectangular. El disseny de la primera opció va cap al cabal d'aigua. Donada una certa pèrdua de pressió, aquests elements formen oscil·lacions amb suficient regularitat i força. A més, s'observa una comoditat especial en convertir els senyals de sortida.
El mesurador de cabal de vòrtex en alguns casos pot utilitzar dos dispositius simplificats per augmentar els senyals de sortida, en aquest cas es troben a una distància determinada. A les parts laterals dels segons prismes rectangulars hi ha elements piezoelèctrics amagats per membranes fines elàstiques, per la qual cosa no hi ha possibilitat d'exposició a interferències acústiques.
Tipus de transformacions
Hi ha diverses maneres de transformar els senyals de sortida dels canvis de vòrtex. Les més esteses són la velocitat dels fluxos d'elements aerodinàmics i els canvis sistemàtics de pressió. L'element sensor consta d'un o dos anemòmetres de cable calent de tipus conductor. S'utilitza un transductor de flux ultrasònic, integrador, capacitiu i inductiu. Perquè funcioni correctament, el mesurador de cabal de vòrtex ha de tenir una secció plana i lliure de canonada al davant.
Les dificultats d'operació en canonades amb un diàmetre més gran són causades pels motius següents:
- disminució de la regularitat de la formació de vòrtex;
- pobre rendiment d'eliminació de vòrtex;
- disminució del nombre total de fluctuacions.
Embutcabalímetres de vòrtex: principi de funcionament
En aquests aparells, els convertidors disposen d'un mecanisme que assegura la torsió del cabal transmès per una part de la canonada cap al seu costat expandit o a través de petits broquets cilíndrics. En una canonada es forma una forma en forma d'embut i un eix amb un nucli de vòrtex que es mou al seu voltant gira al voltant del seu eix. El flux a la part superior té una pressió que pulsa simultàniament amb el desplaçament angular del nucli, mentre que és igual al cabal volum o velocitat lineal. Els anemòmetres de fil calent conductor o un element electromecànic converteixen la velocitat o la freqüència de pulsació dels canals de mesura. El procés consta de dues fases: en primer lloc, es forma la transferència del flux de volum a la freqüència de la precessió del vòrtex en curs, i després la freqüència es converteix en un senyal.
Medidor de cabal de raig oscil·lant
Passant per la boquilla, el flux de gas o líquid es troba en un difusor amb una secció transversal en forma de rectangle. En alguns casos, el flux es pressiona alternativament en un moment determinat a diferents parets del difusor. La propietat electrificant del raig del dispositiu de relaxació redueix la pressió a la regió superior del tub de derivació, mentre que a la part inferior es manté igual i es crea un moviment que transfereix el raig a la part inferior del difusor. Després d'això, a la canonada de la vora, la naturalesa del moviment canvia, el doll oscil·la.
El doll, comprimit a l'element inferior del difusor dels convertidors de retorn hidràulic, només surt parcialment pel tub de sortida. A la voltael canal superior desvia la proporció del doll i en passar pel primer broquet, es trasllada a la posició inferior del flux del segon broquet. Aleshores, una part es separa i passa al canal superior de derivació, el procés d'oscil·lacions es produeix després de la transferència cap avall, mentre que hi ha un canvi simultani de pressió a ambdós costats del flux.
Aquest tipus de convertidor és més racional. A causa d'això, es forma un curs estricte d'oscil·lació i hi ha un efecte directe de la freqüència d'oscil·lació sobre el cabal.
Els mesuradors de vòrtex de Yokogawa s'utilitzen més en canonades amb un diàmetre petit, fins a un màxim de 90 mm. En alguns casos, s'utilitzen dispositius d'aquest tipus com a reemplaçament dels transductors parcials.
Avui, la qualitat dels mesuradors de cabal de fabricació està en constant evolució i apareixen noves característiques, malgrat que aquests dispositius tenen un període d'ús força llarg. Els desenvolupadors busquen solucions de disseny més eficients, creant opcions tecnològiques que siguin més efectives.
